KR20170035359A - Multiple-input, multiple-output antenna with cross-channel isolation using magneto-dielectric material - Google Patents

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Abstract

상부 측면 및 하부 측면을 갖는 유전체 층, 상기 유전체 층의 하부 측면에 배치된 접지면, 상기 유전체 층의 상부 측면에 배치되고 상부 측면에 의해 지지되는 두 개의 안테나 구성요소들, 및 상기 두 개의 안테나 구성요소들 사이에 배치된 자성-유전체(magneto-dielectric)를 포함하는 안테나 어셈블리.A dielectric layer having an upper side and a lower side, a ground plane disposed on the lower side of the dielectric layer, two antenna components disposed on the upper side of the dielectric layer and supported by the upper side, An antenna assembly comprising a magneto-dielectric disposed between elements.

Description

자성-유전체 물질을 이용한 교차-채널 아이솔레이션을 갖는 다중-입력, 다중-출력 안테나{MULTIPLE-INPUT, MULTIPLE-OUTPUT ANTENNA WITH CROSS-CHANNEL ISOLATION USING MAGNETO-DIELECTRIC MATERIAL}[0001] MULTIPLE-INPUT, MULTIPLE-OUTPUT ANTENNA WITH CROSS-CHANNEL ISOLATION USING MAGNETO-DIELECTRIC MATERIAL WITH CROSS-

여기에 개시된 실시예들은 전기통신 시스템, 특히 교차 통신 아이솔레이션을 갖는 MIMO(Multiple-Input, Multiple-Output, 다중-입력, 다중-출력) 안테나 시스템과 관련되어 있다.The embodiments disclosed herein relate to a telecommunication system, particularly a multiple-input, multiple-output (MIMO) antenna system with cross-communication isolation.

LTE (Long-Term Evolution) 셀룰러 및 IEEE 802.11n (및 상기) Wi-Fi 시스템과 같은 더 높은 데이터-속도 통신 표준의 증가하는 채용은, 기지국 또는 액세스 포인트 장비의 내부 및 외부 모두로의 MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output, 다중-입력, 다중-출력) 안테나 시스템에 대하여 증가하는 요구로 이어졌다.Increasing adoption of higher data-rate communication standards, such as Long-Term Evolution (LTE) cellular and IEEE 802.11n (and above) Wi-Fi systems, -Put, multiple-output, multi-input, multi-output) antenna systems.

MIMO 안테나는 둘 이상의 분리된(separate) 안테나를 포함한다. MIMO 안테나 시스템이 동작할 수 있는 몇 가지 상이한 방식이 존재한다. 첫째로, 프리코딩(precoding)은 송신기(transmitter)에서 발생하는 다중-스트림 빔 형성 공간 프로세싱(multi-stream beamforming spatial processing)이다. (단일-스트림) 빔 형성에서, 적절한 위상 및 게인(gain) 가중치를 갖는 동일한 신호가 각각의 송신 안테나들로부터 방출되고, 상기 신호 파워가 수신기(receiver) 입력에서 최대화된다. 둘째로, 공간 멀티플렉싱(spatial multiplexing)에서, 높은-레이트 신호(high-rate signal)가 복수의 더 낮은-레이트 스트림(lower-rate streams)으로 분리되고, 각 스트림은 동일한 주파수 채널로 상이한 송신 안테나로부터 송신된다. 셋째로, 다이버시티 메소드(diversity methods)에서, 단일 스트림이 각각의 송신 안테나들로부터 완전히 또는 거의 직교하는 코딩으로 송신된다. 다이버시티 코딩(diversity coding)은 신호 다이버시티를 강화하기 위해 복수의 안테나 링크에서 독립적인 페이딩을 이용한다.A MIMO antenna comprises two or more separate antennas. There are several different ways in which a MIMO antenna system can operate. First, precoding is multi-stream beamforming spatial processing that occurs at the transmitter. (Single-stream) beamforming, the same signal with appropriate phase and gain weights is emitted from each of the transmit antennas, and the signal power is maximized at the receiver input. Second, in spatial multiplexing, a high-rate signal is separated into a plurality of lower-rate streams and each stream is transmitted from a different transmit antenna to the same frequency channel. . Thirdly, in diversity methods, a single stream is transmitted with completely or nearly orthogonal coding from each of the transmit antennas. Diversity coding uses independent fading on multiple antenna links to enhance signal diversity.

지금까지, 대부분의 MIMO 무선 액세스 포인트(예를 들어, 802.11n을 채용하는 것들)는 외부 로드 타입(rod type) 안테나를 활용하였다. 이러한 안테나들은 비용이 낮지만, 안테나의 커버리지 패턴이 전방위(omni-ditectional)이고, 로드의 위치를 따르는 축에 거의 직각이기 때문에, 통상적으로 광대역(broadband) 또는 낮은 프로파일(low-profile)은 아니다. 그리하여, 천장-장착형 액세스 포인트(ceiling-mounted access point)는 필수적인 전방위 커버리지를 제공하기 위해 로드 안테나가 바닥을 향할 것을 요구한다.To date, most MIMO wireless access points (e.g. those employing 802.11n) have utilized external rod type antennas. These antennas are typically not broadband or low-profile, although their cost is low, because the coverage pattern of the antenna is omni-ditectional and almost perpendicular to the axis along the location of the rod. Thus, a ceiling-mounted access point requires that the rod antenna be directed to the bottom to provide the necessary omnidirectional coverage.

흔히 작은 셀 사이트 또는 일부 Wi-Fi 전개에서 채용되는 다른 타입의 안테나는 공명 패치 안테나(resonant patch antenna)이다. 이러한 안테나는 평면 형상이고, 로드 안테나의 프로파일 문제를 극복하고 또한 통상적으로 비용이 낮으나, 일반적으로 여전히 특성상 대역이 좁으며(narrow-band) 이로 인해 단일-대역 시스템(예를 들어, Wi-Fi 전용 또는 WCDMA 전용, 단일 디자인으로)에서만 적합하다. 더 넓은 대역을 달성하기 위해 패치 안테나의 복잡도를 증가시키는 것이 가능하지만, 이를 달성하기 위한 어퍼처-결합(aperture-coupled), 스택된-패치 배열(stacked-patch arrangement)을 활용하는 것과 같은 주된 방법들은, 복잡도와 제조 공정의 정밀함/어려움을 심각하게 증가시키고, 또한 실용적인 게인과 효율성을 달성하기 위해 값비싼 저손실 유전 물질에 의존하게 된다.Another type of antenna, often employed in small cell sites or some Wi-Fi deployments, is a resonant patch antenna. Such an antenna is planar and overcomes the profile problem of the rod antenna and is typically also costly, but is still narrowband in nature in general, resulting in a single-band system (e.g., Wi-Fi only Or WCDMA only, with a single design). Although it is possible to increase the complexity of the patch antenna to achieve a wider band, it is possible to increase the complexity of the patch antenna by using a main method, such as utilizing an aperture-coupled, stacked-patch arrangement to achieve this Significantly increase complexity and precision / difficulty of the manufacturing process, and rely on expensive low-loss dielectric materials to achieve practical gain and efficiency.

실시예 1. 상부 측면 및 하부 측면을 갖는 유전체 층; 상기 유전체 층의 하부 측면에 배치된 접지면; 상기 유전체 층의 상부 측면에 배치되고 상부 측면에 의해 지지되는 두 개의 안테나 구성요소들; 및 상기 두 개의 안테나 구성요소들 사이에 배치된 자성-유전체를 포함하는, 안테나 어셈블리.Example 1. A dielectric layer having an upper side and a lower side; A ground plane disposed on a lower side of the dielectric layer; Two antenna components disposed on the upper side of the dielectric layer and supported by the upper side; And a magnetic-dielectric disposed between the two antenna components.

실시예 2. 실시예 1에 있어서, 상기 안테나 구성요소들은 로드 안테나인 안테나 어셈블리.Example 2. The antenna assembly of embodiment 1 wherein the antenna components are rod antennas.

실시예 3. 실시예 2에 있어서, 상기 자성 유전체는 상기 상부 측면 상에 배치되거나 상부 측면보다 위에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 3. The antenna assembly of embodiment 2 wherein the magnetic dielectric is disposed on the upper side or over the upper side.

실시예 4. 실시예 2에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두 위에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 4. The antenna assembly of embodiment 2, wherein the magnetic-dielectric is disposed over one or both of the two antenna components.

실시예 5. 실시예 1에 있어서, 상기 안테나 구성요소들은 패치 안테나인 안테나 어셈블리.Example 5. The antenna assembly of embodiment 1 wherein the antenna components are patch antennas.

실시예 6. 실시예 5에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 상부 측면 상에 배치되거나 상부 측면보다 위에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 6. The antenna assembly of embodiment 5, wherein the magnetic-dielectric is disposed on the upper side or above the upper side.

실시예 7. 실시예 6에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 7. The antenna assembly of embodiment 6, wherein the magnetic-dielectric is disposed on one or both of the two antenna components.

실시예 8. 실시예 6에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두를 커버하는 안테나 어셈블리.Example 8. The antenna assembly of embodiment 6 wherein the magnetic-dielectric covers one or both of the two antenna components.

실시예 9. 실시예 1 내지 8에 있어서, 상기 하나 이상의 안테나 구성요소들 각각에 대한 적어도 하나의 포트를 더 포함하는 안테나 어셈블리.Example 9. The antenna assembly as in any one of embodiments 1-8, further comprising at least one port for each of the one or more antenna components.

실시예 10. 실시예 1 내지 9에 있어서, 상기 접지면을 지지하는 지지 유전체 층을 더 포함하는 안테나 어셈블리.Example 10. The antenna assembly as in any one of embodiments 1-9, further comprising a support dielectric layer to support the ground plane.

아래의 서술은 어떠한 방식으로 제한적으로 해석될 수 없다. 동봉된 도면에 있어서 동일한 구성요소들은 유사하게 넘버링 되었다.
도 1은 일 실시예에 따른 로드 안테나 구성요소들을 갖는 전형적인 MIMO 안테나의 블록도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 로드 안테나 구성요소들을 갖는 전형적인 MIMO 안테나의 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 패치 안테나 구성요소들을 갖는 전형적인 MIMO 안테나의 블록도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 패치 안테나 구성요소들을 갖는 전형적인 MIMO 안테나의 블록도이다.
도 5는 자성-유전체를 갖지 않는 MIMO 안테나의 주파수 응답 그래프이다.
도 6은 자성-유전체를 갖는 MIMO 안테나의 주파수 응답 그래프이다.The following statements can not be construed in any way as limited. The same elements in the enclosed drawings are numbered similarly.
1 is a block diagram of a typical MIMO antenna with load antenna components in accordance with one embodiment.
2 is a block diagram of a typical MIMO antenna with load antenna components in accordance with another embodiment.
3 is a block diagram of a typical MIMO antenna having patch antenna components in accordance with one embodiment.
4 is a block diagram of a typical MIMO antenna with patch antenna components according to another embodiment.
5 is a graph of the frequency response of a MIMO antenna without a magnet-dielectric.
6 is a graph of the frequency response of a MIMO antenna with a magnetic-dielectric body.

개시된 시스템, 장치, 및 방법의 하나 이상의 실시예의 상세한 설명이 예시의 방법으로 여기 제공되나 상기 도면들로 제한되지 않는다.A detailed description of one or more embodiments of the disclosed systems, apparatus, and methods is provided herein by way of example, but is not limited thereto.

여기에서 개시된 실시예들은 개별적인 안테나들 간의 감소된 결합을 갖는 MIMO 안테나를 제공한다. 이하의 논의는 2x2 안테나를 가리키지만, 임의의 수의 입력/출력, 예를 들어 2x2, 3x3, 또는 4x4 MIMO에 적용될 수 있음을 이해해야 한다. 일부 실시예에서, 안테나 시스템은 작고 낮은-프로파일 구조에 수용될 수 있다. 또한, 개시된 실시예들은 대부분의 이러한 타입의 안테나 제품들이 적용하는 일반적인 요건들, 예를 들어, 높은 게인, 낮은 비용, 및 제조의 용이함과 같은 요건들을 만족한다: The embodiments disclosed herein provide a MIMO antenna with reduced coupling between individual antennas. The following discussion points to a 2x2 antenna, but it should be understood that it can be applied to any number of inputs / outputs, e.g., 2x2, 3x3, or 4x4 MIMO. In some embodiments, the antenna system may be accommodated in a small, low-profile structure. In addition, the disclosed embodiments satisfy requirements such as the general requirements to which most of these types of antenna products apply, for example high gain, low cost, and ease of manufacture.

도 1을 참조하면, 2x2 MIMO 안테나(100)의 단순화된 도면이 도시된다. MMO 안테나(100)는 제1 및 제2 포트(101, 102)를 각각 포함한다. 각 포트들(101, 102)는 입력/출력 포트일 수 있고 안테나 구성요소들(103, 104)에 각각 결합된다. 로드 안테나로 도시되어 있지만, 상기 안테나 구성요소들(103, 104)은 임의의 안테나 타입일 수 있으며, 패치, 로드, 또는 다른 것들을 포함하지만 한정되지는 않는다.Referring to FIG. 1, a simplified diagram of a 2x2 MIMO antenna 100 is shown. The MMO antenna 100 includes first and second ports 101 and 102, respectively. Each port 101,102 may be an input / output port and is coupled to an antenna component 103,104, respectively. Although shown as a rod antenna, the antenna elements 103 and 104 may be of any antenna type and include, but are not limited to, patches, rods, or others.

동작에 있어서, 이른바 S-파라미터는 포트들(101, 102) 간의 입력-출력 관계를 기술한다. 예를 들어, 만약 포트(101)이 포트 1이고, 포트(102)가 포트2라면, S12는 포트 2에서 포트 1로 전달되는 파워를 나타내고, S21은 포트 1에서 포트 2로 전달되는 파워를 나타낸다. 또한, S11은 입력 신호가 포트(101)에 공급될 때 포트(101)로 다시 수신된 반사된 파워(예를 들어, 귀환 손실(return loss))이다. 이상적으로, S11은 0이 되어야 한다(예를 들어, 인피니티 dB). 그러나, 안테나(103)에 공급되는 일부 파워는 단지 안테나의 구조로 인해 반사되어 돌아온다. 반사된 파워로 나타날 수 있는 에너지의 또 다른 소스는 S12로 인해 존재하지 않을 수 있다. 즉, 안테나 구성요소(104)가 안테나 구성요소(103)로부터 분리되지 않는다면, 안테나 구성요소(104)에 의해 송신되는 신호의 일부가 안테나 구성요소(103)에 의해 수신될 수 있고, 포트(101)에서 안테나(103)로부터 반사된 파워(S11)로 나타난다. 여기에 개시된 실시예들은, MIMO 시스템의 안테나 구성요소들(예를 들어, 구성요소(103, 104)) 간의 결합을 감소시키거나 제거할 수 있다. 이것은 예를 들어, 상기 안테나들 간에 자성-유전체를 배치하는 것에 의해 달성할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 자성-유전체(105)는 9 와 .015의 실수(real)와 허수(imaginary) 유전율(ε' and ε'') 및 9와 .016의 실수와 허수 투자율(permeability)(μ' and μ'')을 가질 수 있다. 다른 값들도 이용될 수 있음은 물론이다.In operation, the so-called S-parameter describes the input-output relationship between the ports 101 and 102. For example, if port 101 is port 1 and port 102 is port 2, S12 represents the power transferred from port 2 to port 1, and S21 represents the power delivered from port 1 to port 2 . Also, S11 is the reflected power (e.g., return loss) received back at port 101 when an input signal is supplied to port 101. Ideally, S11 should be zero (e. G., Infinity dB). However, some of the power supplied to the antenna 103 is only reflected back due to the structure of the antenna. Another source of energy that may appear with reflected power may not be due to S12. That is, if the antenna component 104 is not separated from the antenna component 103, a portion of the signal transmitted by the antenna component 104 may be received by the antenna component 103, And the power S11 reflected from the antenna 103. [ Embodiments disclosed herein may reduce or eliminate coupling between antenna components (e.g., components 103 and 104) of a MIMO system. This can be achieved, for example, by placing a magnetic-dielectric between the antennas. In one embodiment, the magnetic-dielectric 105 has real and imaginary permittivities (epsilon 'and epsilon' ') of 9 and .015 and real and imaginary permeabilities of 9 and .016 mu 'and mu' '). It goes without saying that other values may also be used.

도 1에 도시된 바와 같이, 자성-유전체(105)는 안테나들(103, 014) 사이에 위치하는 단일 시트로 형성될 수 있다. 상기 자성-유전체(105)의 크기 및 두께는 특정한 임플란테이션에 맞추기 위해 다양화될 수 있다.As shown in FIG. 1, the magnetic-dielectric 105 may be formed as a single sheet positioned between the antennas 103, 014. The size and thickness of the magnetic-dielectric 105 can be varied to suit a particular implantation.

다른 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 구성요소들(103, 104) 중 하나 또는 둘 모두는 그것을 둘러싸는 자성-유전체(105a, 105b)를 각각 포함할 수 있다.In another embodiment, as shown in FIG. 2, one or both of the antenna elements 103 and 104 may include magnet-dielectrics 105a and 105b, respectively, surrounding it.

다른 실시예에서, 안테나 구성요소들은 패치 안테나일 수 있다. 그와 같은 일 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 본 실시예의 MIMO 안테나(300)는 포트(301 및 302)를 포함한다. 상기 포트(301, 302)는 패치 안테나 구성요소(303, 304)에 각각 전기적으로 결합될 수 있다. 본 실시예의 MIMO 안테나(300)는 유전체 층(307)에 의해 패치 안테나 구성요소들(303, 304)로부터 분리된 접지면(ground plane, 306)을 포함할 수 있다. 패치 안테나 구성요소들(303, 304) 각각은 구리를 포함하는 임의의 금속 재질로 형성될 수 있다. 자성-유전체 커버 플레이트(305a, 305b)는 패치 안테나 구성요소들(303, 304)을 각각 덮는다.In other embodiments, the antenna components may be patch antennas. One such embodiment is shown in Fig. The MIMO antenna 300 of the present embodiment includes ports 301 and 302. [ The ports 301 and 302 may be electrically coupled to the patch antenna components 303 and 304, respectively. The MIMO antenna 300 of the present embodiment may include a ground plane 306 separated from the patch antenna elements 303 and 304 by a dielectric layer 307. Each of the patch antenna components 303 and 304 may be formed of any metal material including copper. The magnetic-dielectric cover plates 305a and 305b cover the patch antenna elements 303 and 304, respectively.

대안적인 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 자성-유전체(405)는 안테나들(303, 304) 사이에 위치한 단일 시트로 형성될 수 있다. 상기 자성-유전체(405)의 크기 및 두께는 특정 임플란테이션에 맞추기 위해 다양화될 수 있다.In an alternate embodiment, as shown in FIG. 4, the magnetic-dielectric 405 may be formed as a single sheet positioned between the antennas 303 and 304. The size and thickness of the magnetic-dielectric 405 can be varied to suit a particular implantation.

도 3 및 도 4에서, 패치 안테나 구성요소들(303, 304)은 유전체 층(307)의 상면에 놓이도록 도시되어 있다. 물론, 다른 배열, 예를 들어 패치 안테나 구성요소들(303, 304)을 유전체 안으로 완전히 또는 부분적으로 함몰시키는 형태를 포함하는 배열이 가능하다. 도 3 및 도 4에서, 접지면(306)은 예를 들어 경질 또는 반-경질(semi-rigid) 유전체 물질로 형성된 추가적인 층(308)에 의해 지지된다.In Figures 3 and 4, patch antenna elements 303 and 304 are shown to rest on the top surface of dielectric layer 307. Of course, arrangements are possible, including those in which other arrangements, for example patch antenna elements 303 and 304, are completely or partially recessed into the dielectric. In Figures 3 and 4, the ground plane 306 is supported by an additional layer 308, for example formed of a hard or semi-rigid dielectric material.

도 5는, 자성-유전체 커버 플레이트를 포함하지 않도록 구성된 도 3의 MIMO 안테나의 주파수 응답의 예를 도시한다. 상기 그래프는 주파수에 따라 그려진 S11(성분 502) 및 S22(성분 504)를 포함한다. 본 예에서, 패치 안테나 구성요소들(303 및 304)은 3.4 x 4.4 cm 이고, 접지면은 4.6 x 8.8 cm의 디멘션을 가지고, 유전체(307)는 두께 0.5 mm의 두께를 가지며 5.7과 0.005의 실수와 허수 유전율(ε' and ε'') 및 1.8과 0.08의 실수와 허수 투자율(μ' and μ'')을 가진다. S11 및 S22가 서로 위에 있지 않다는 사실은 상기 패치들이 결합되어 있다는 것을 가리킨다(즉, 하나로부터의 신호가 다른 것에 의해 수신되었고, S11/S22에 나타난다)Figure 5 shows an example of the frequency response of the MIMO antenna of Figure 3 configured to not include a magnetic-dielectric cover plate. The graph includes S11 (component 502) and S22 (component 504) drawn according to frequency. In this example, the patch antenna elements 303 and 304 are 3.4 x 4.4 cm, the ground plane has a dimension of 4.6 x 8.8 cm, the dielectric 307 has a thickness of 0.5 mm and a real number of 5.7 and 0.005 And imaginary permittivities (ε 'and ε' ') and imaginary numbers and imaginary permeabilities (μ' and μ '') of 1.8 and 0.08, respectively. The fact that S11 and S22 are not on top of one another indicates that the patches are combined (i.e., the signal from one was received by another and appears in S11 / S22)

대조적으로, 도 6은 자성-유전체 커버 플레이트를 포함하도록 구성된 도 3의 MIMO 안테나의 주파수 응답의 예를 도시한다. 상기 그래프는 주파수에 따라 그려진 S11(성분 602) 및 S22(성분 604)를 포함한다. 본 예에서, S11 및 S22이 서로 위에 있다는 것은 완전한, 또는 거의 완전한 분리(decoupling)를 가리킨다. 본 예에서, 패치 안테나 구성요소들(303, 304), 접지면(306) 및 유전체(307)은 상기한 바와 동일한 디멘션과 속성을 가지고, 자성-유전체 패치(305a, 305b)는 실수 9 및 허수 .015의 유전율(ε' and ε'')과 실수 9 및 허수 .016의 투자율(μ' and μ'')을 가진다.In contrast, Figure 6 shows an example of the frequency response of the MIMO antenna of Figure 3 configured to include a magnetic-dielectric cover plate. The graph includes S11 (component 602) and S22 (component 604) drawn in frequency. In this example, the presence of S11 and S22 on top of one another indicates complete, or nearly complete, decoupling. In this example, the patch antenna elements 303 and 304, the ground plane 306 and the dielectric 307 have the same dimensions and properties as described above, and the magnetic-dielectric patches 305a and 305b have real numbers 9 and imaginary numbers (. Epsilon. 'And. Epsilon "') of .015 and a permeability (.mu. 'And. Mu' ') of real number 9 and imaginary .016.

도 5와 도 6을 비교하면, 패치 안테나의 송신 주파수에 미소한 시프트가 존재한다. 이것은 특정한 상황을 만족하기 위해 당업자에 의해 조정될 수 있다. 5 and 6, there is a slight shift in the transmission frequency of the patch antenna. This can be adjusted by a person skilled in the art to satisfy a particular situation.

도 1 내지 4에 도시된 모든 디바이스들은 단순화된 블록도임을 이해해야 한다. 상기 도면들과 관련된 교시는 임의의 유형의 안테나에 적용될 수 있다. 예를 들어, 임의의 3차원 금속화된(three dimensional metalized) 유전체 안테나 구조는 여기에 도시된 자성-유전체 결합 해제(decoupling) 구성요소들을 포함할 수 있다.It should be appreciated that all of the devices shown in Figures 1-4 are simplified block diagrams. The teachings associated with the figures may be applied to any type of antenna. For example, any three-dimensional metallized dielectric antenna structure may include the magnetic-dielectric decoupling components shown herein.

본 발명은 이하의 실시예들에 의해 보다 예시적으로 설명된다.The present invention is illustrated more illustratively by the following embodiments.

실시예 1. 상부 측면 및 하부 측면을 갖는 유전체 층; 상기 유전체 층의 하부 측면에 배치된 접지면; 상기 유전체 층의 상부 측면에 배치되고 상부 측면에 의해 지지되는 두 개의 안테나 구성요소들; 및 상기 두 개의 안테나 구성요소들 사이에 배치된 자성-유전체를 포함하는, 안테나 어셈블리.Example 1. A dielectric layer having an upper side and a lower side; A ground plane disposed on a lower side of the dielectric layer; Two antenna components disposed on the upper side of the dielectric layer and supported by the upper side; And a magnetic-dielectric disposed between the two antenna components.

실시예 2. 실시예 1에 있어서, 상기 안테나 구성요소들은 로드 안테나인 안테나 어셈블리.Example 2. The antenna assembly of embodiment 1 wherein the antenna components are rod antennas.

실시예 3. 실시예 2에 있어서, 상기 자성 유전체는 상기 상부 측면 상에 배치되거나 상부 측면보다 위에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 3. The antenna assembly of embodiment 2 wherein the magnetic dielectric is disposed on the upper side or over the upper side.

실시예 4. 실시예 2에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두 위에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 4. The antenna assembly of embodiment 2, wherein the magnetic-dielectric is disposed over one or both of the two antenna components.

실시예 5. 실시예 1에 있어서, 상기 안테나 구성요소들은 패치 안테나인 안테나 어셈블리.Example 5. The antenna assembly of embodiment 1 wherein the antenna components are patch antennas.

실시예 6. 실시예 5에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 상부 측면 상에 배치되거나 상부 측면보다 위에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 6. The antenna assembly of embodiment 5, wherein the magnetic-dielectric is disposed on the upper side or above the upper side.

실시예 7. 실시예 6에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두에 배치되는 안테나 어셈블리.Example 7. The antenna assembly of embodiment 6, wherein the magnetic-dielectric is disposed on one or both of the two antenna components.

실시예 8. 실시예 6에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두를 커버하는 안테나 어셈블리.Example 8. The antenna assembly of embodiment 6 wherein the magnetic-dielectric covers one or both of the two antenna components.

실시예 9. 실시예 1 내지 8에 있어서, 상기 하나 이상의 안테나 구성요소들 각각에 대한 적어도 하나의 포트를 더 포함하는 안테나 어셈블리.Example 9. The antenna assembly as in any one of embodiments 1-8, further comprising at least one port for each of the one or more antenna components.

실시예 10. 실시예 1 내지 9에 있어서, 상기 접지면을 지지하는 지지 유전체 층을 더 포함하는 안테나 어셈블리.Example 10. The antenna assembly as in any one of embodiments 1-9, further comprising a support dielectric layer to support the ground plane.

당업자는 다양한 구성요소 또는 기술이 특정한 요구, 유익한 기능 또는 특징들을 제공할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위 및 그 변형을 지지하기 위해 요구될 수 있는 이러한 기능 및 특징들은, 본 명세서의 교시 및 발명의 일부로서 본질적으로 포함되는 것으로 인식된다.Those skilled in the art will recognize that various components or techniques may provide specific needs, beneficial functions, or features. Accordingly, it is recognized that these functions and features, which may be required to support the appended claims and their variations, are inherently included as part of the teachings and inventions herein.

본 발명은 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 그 등가물이 구성요소로 대체될 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 교시에 특정 도구, 상황 또는 재료를 적용하려는 많은 변형예가 당업자에 의해 인식될 것이다. 따라서, 본 발명은 이를 수행하기 위해 고려되는 최선의 형태로서 개시된 특정 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 첨부된 청구항의 범위 내에 있는 모든 실시예를 포함할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made and equivalents may be substituted for elements thereof without departing from the scope of the invention. In addition, many modifications will be apparent to those skilled in the art to which a specific tool, circumstance, or material is intended to be embodied in the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Accordingly, the invention is not to be limited to the specific embodiments disclosed as the best mode contemplated for carrying out this invention, but the invention will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (10)

안테나 어셈블리로서,
상부 측면 및 하부 측면을 갖는 유전체 층;
상기 유전체 층의 하부 측면에 배치된 접지면;
상기 유전체 층의 상부 측면에 배치되고 상부 측면에 의해 지지되는 두 개의 안테나 구성요소들; 및
상기 두 개의 안테나 구성요소들 사이에 배치된 자성-유전체(magneto-dielectric)를 포함하는, 안테나 어셈블리.
As an antenna assembly,
A dielectric layer having an upper side and a lower side;
A ground plane disposed on a lower side of the dielectric layer;
Two antenna components disposed on the upper side of the dielectric layer and supported by the upper side; And
Wherein the antenna assembly comprises a magneto-dielectric disposed between the two antenna components.
제1항에 있어서,
상기 안테나 구성요소들은 로드 안테나(rod antennas)인 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
The method according to claim 1,
Characterized in that the antenna components are rod antennas.
제2항에 있어서,
상기 자성-유전체는 상기 상부 측면에 배치되거나 상부 측면보다 위에 배치되는 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
3. The method of claim 2,
Wherein the magnetic-dielectric is disposed on the upper side or over the upper side.
제2항에 있어서,
상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두에 배치되는 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
3. The method of claim 2,
Wherein the magnetic-dielectric is disposed on one or both of the two antenna components.
제1항에 있어서,
상기 안테나 구성요소들은 패치 안테나(patch antennas)인 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
The method according to claim 1,
Characterized in that the antenna components are patch antennas.
제5항에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 상부 측면에 배치되거나 상부 측면보다 위에 배치되는 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
6. The antenna assembly of claim 5, wherein the magnetic-dielectric is disposed on the upper side or over the upper side.
제6항에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두에 배치되는 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
7. The antenna assembly of claim 6, wherein the magnetic-dielectric is disposed on one or both of the two antenna components.
제6항에 있어서, 상기 자성-유전체는 상기 두 개의 안테나 구성요소들 중 하나 또는 모두를 커버하는 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
7. The antenna assembly of claim 6, wherein the magnetic-dielectric covers one or both of the two antenna components.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 안테나 구성요소들 각각에 대한 적어도 하나의 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
And at least one port for each of the one or more antenna components.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 접지면을 지지하는 지지 유전체 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 안테나 어셈블리.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Further comprising a support dielectric layer to support the ground plane.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107706528B (en) * 2016-08-08 2020-05-08 华为技术有限公司 Antenna system
WO2021011330A1 (en) 2019-07-16 2021-01-21 Rogers Corporation Magneto-dielectric materials, methods of making, and uses thereof
US11476022B2 (en) 2019-08-30 2022-10-18 Rogers Corporation Magnetic particles, methods of making, and uses thereof

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2131232B (en) * 1982-09-27 1986-05-08 Rogers Corp Microstrip antenna and method of manufacture thereof
KR100942424B1 (en) * 2008-02-20 2010-03-05 주식회사 이엠따블유 Metamaterial antenna using magneto-dielectric material
WO2010102042A2 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Rayspan Corporation Balanced metamaterial antenna device
ES2561661T3 (en) * 2009-10-22 2016-02-29 Lockheed Martin Corporation Metamaterial lens feed for multi-beam antennas
KR101241388B1 (en) * 2009-12-18 2013-03-12 한국전자통신연구원 Multi Input Multi Output antenna for improving the isolation characteristic
EP2523256B1 (en) * 2011-05-13 2013-07-24 Thomson Licensing Multibeam antenna system
CN103620870B (en) * 2011-06-23 2017-02-15 加利福尼亚大学董事会 Electrically small vertical split-ring resonator antennas
TWI523328B (en) * 2012-08-09 2016-02-21 宏碁股份有限公司 Communication device
CN102826842A (en) * 2012-09-18 2012-12-19 天津大学 Multiferroic composite material with magneto-dielectric effect and preparation method thereof
US8922448B2 (en) * 2012-09-26 2014-12-30 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Communication device and antennas with high isolation characteristics
TW201424124A (en) * 2012-12-12 2014-06-16 Realtek Semiconductor Corp Current breaker and wireless communication device having the same
US10505269B2 (en) * 2013-04-28 2019-12-10 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama For And On Behalf Of The University Of Alabama Magnetic antenna structures

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